《電路》(第五版)課件-第03章

《電路》(第五版)課件-第03章contents目錄電路元件與電路模型電路的基本分析方法電路定理及其應(yīng)用動態(tài)電路的時域分析交流電路的穩(wěn)態(tài)分析三相電路的分析與計算01電路元件與電路模型構(gòu)成電路的基本單元，如電阻、電容、電感等。電路元件的定義電路元件的分類電路元件的符號根據(jù)元件的性質(zhì)和作用，可分為有源元件和無源元件。在電路圖中用特定的符號表示不同的元件。030201電路元件概述阻礙電流流動的元件，用符號R表示。電阻的定義根據(jù)電阻值是否可變，可分為固定電阻和可變電阻。電阻的分類分壓、限流、保護電路等。電阻的作用電阻元件電容的分類根據(jù)介質(zhì)不同，可分為陶瓷電容、電解電容、薄膜電容等。電容的定義存儲電荷的元件，用符號C表示。電容的作用濾波、耦合、隔直流通交流等。電容元件產(chǎn)生自感電動勢的元件，用符號L表示。電感的定義根據(jù)電感值是否可變，可分為固定電感和可變電感。電感的分類濾波、振蕩、延遲等。電感的作用電感元件電源的定義提供電能的元件，如電池、發(fā)電機等。電源的分類根據(jù)輸出電壓是否穩(wěn)定，可分為穩(wěn)壓電源和非穩(wěn)壓電源。電源的作用為電路提供所需的電能。電源元件電路模型的定義01用理想元件組成的、與實際電路功能相似的簡化電路。電路模型的分類02根據(jù)模型復(fù)雜程度，可分為簡單電路模型和復(fù)雜電路模型。電路模型的應(yīng)用03用于電路分析、設(shè)計、仿真等。同時，電路模型也是理解實際電路工作原理的重要工具，通過將實際電路抽象為電路模型，可以更好地把握電路的本質(zhì)和規(guī)律。電路模型與實際應(yīng)用02電路的基本分析方法在閉合電路中，通過某段導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。歐姆定律包括基爾霍夫電流定律（KCL）和基爾霍夫電壓定律（KVL）。KCL指出在集總電路中，任何時刻，對任一節(jié)點，所有流出節(jié)點的電流的代數(shù)和恒等于零。KVL指出在集總電路中，任何時刻，沿任一回路，所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零。基爾霍夫定律歐姆定律與基爾霍夫定律電阻的串聯(lián)與并聯(lián)串聯(lián)電阻的總電阻等于各電阻之和，并聯(lián)電阻的總電阻的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和。電阻的星形連接與三角形連接的等效變換星形連接和三角形連接是電阻電路中常見的兩種連接方式，它們之間可以通過公式進行等效變換。電阻電路的等效變換電壓源與電流源的等效變換電壓源和電流源是電路中兩種常見的電源模型，它們之間可以通過電阻進行等效變換。實際電源模型的等效變換實際電源可以等效為一個理想電源和一個電阻的串聯(lián)或并聯(lián)，這種等效變換可以簡化電路分析。電源模型的等效變換以支路電流為未知量，列寫KCL和KVL方程進行求解的方法。支路電流法以網(wǎng)孔電流為未知量，列寫KVL方程進行求解的方法。適用于平面電路的分析。網(wǎng)孔電流法支路電流法與網(wǎng)孔電流法以節(jié)點電壓為未知量，列寫KCL方程進行求解的方法。適用于節(jié)點數(shù)較少、支路數(shù)較多的電路分析。通過列寫節(jié)點電壓方程，可以方便地求解出各節(jié)點的電壓值。節(jié)點電壓法節(jié)點電壓法的應(yīng)用節(jié)點電壓法的定義03電路定理及其應(yīng)用在線性電路中，任一支路的電壓或電流，都等于各個獨立電源單獨作用在該支路時所產(chǎn)生的電壓或電流的代數(shù)和。定義線性電路，即電路中的元件均為線性元件，如電阻、電感、電容等。適用范圍分別求出各個獨立電源單獨作用時的響應(yīng)，然后進行疊加。解題步驟疊加定理定義在電路中，若某一支路或某一段電路的電壓和電流已知，則可以用一個電壓源或電流源來替代該支路或該段電路，而替代后不影響電路中其他各處的電壓和電流。替代類型電壓源替代和電流源替代。應(yīng)用場景簡化電路分析，方便計算。替代定理

戴維南定理與諾頓定理戴維南定理任何一個線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，對外電路來說，總可以用一個電壓源和一個電阻的串聯(lián)組合來等效替代。諾頓定理任何一個線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，對外電路來說，總可以用一個電流源和一個電阻的并聯(lián)組合來等效替代。應(yīng)用與轉(zhuǎn)換戴維南定理和諾頓定理可以相互轉(zhuǎn)換，方便電路分析和計算。03注意事項最大功率傳輸定理只適用于線性電路，且負載電阻和電源內(nèi)阻均為實數(shù)。01定義當負載電阻等于電源內(nèi)阻時，負載上獲得的功率最大。02應(yīng)用場景在電路設(shè)計中，為了使得負載獲得最大功率，需要合理匹配負載電阻和電源內(nèi)阻。最大功率傳輸定理注意事項在應(yīng)用電路定理時，需要注意定理的適用范圍和限制條件，避免誤用或錯用。案例分析通過具體案例，展示電路定理在電路分析和計算中的綜合應(yīng)用。解題步驟根據(jù)題目要求，選擇合適的電路定理進行應(yīng)用，如疊加定理、替代定理、戴維南定理、諾頓定理和最大功率傳輸定理等。電路定理的綜合應(yīng)用04動態(tài)電路的時域分析基爾霍夫電壓定律(KVL)和基爾霍夫電流定律(KCL)是建立動態(tài)電路方程的基礎(chǔ)。動態(tài)電路的基本方程在換路瞬間，電容的電壓和電感的電流不能突變，根據(jù)這一原理可以確定電路的初始條件。初始條件的確定動態(tài)電路的方程與初始條件一階電路的零輸入響應(yīng)零輸入響應(yīng)的概念一階電路在沒有外部激勵的情況下，僅由電路內(nèi)部的初始儲能所產(chǎn)生的響應(yīng)。零輸入響應(yīng)的求解通過求解一階常微分方程，可以得到零輸入響應(yīng)的表達式，通常是一個指數(shù)函數(shù)。零狀態(tài)響應(yīng)的概念一階電路在外部激勵作用下，不考慮電路內(nèi)部初始儲能所產(chǎn)生的響應(yīng)。零狀態(tài)響應(yīng)的求解根據(jù)外部激勵的形式，通過求解一階常微分方程或利用卷積積分等方法，可以得到零狀態(tài)響應(yīng)的表達式。一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)一階電路的全響應(yīng)與三要素法一階電路在外部激勵和內(nèi)部初始儲能共同作用下所產(chǎn)生的響應(yīng)。全響應(yīng)的概念全響應(yīng)可以分解為穩(wěn)態(tài)分量、暫態(tài)分量和初始值三部分，通過求解這三個要素可以得到全響應(yīng)的表達式。三要素法VS含有兩個儲能元件（電感和電容）的電路稱為二階電路。二階電路的求解二階電路的時域分析需要求解二階常微分方程，通常使用特征根法或拉普拉斯變換等方法進行求解。根據(jù)特征根的不同，二階電路的響應(yīng)可能表現(xiàn)為振蕩、非振蕩或臨界阻尼等不同形式。二階電路的概念二階電路的時域分析05交流電路的穩(wěn)態(tài)分析正弦交流電的定義大小和方向都隨時間按正弦規(guī)律變化的電流或電壓。要點一要點二正弦交流電的三要素最大值、角頻率和初相位。正弦交流電的基本概念123用復(fù)數(shù)表示的正弦量，其模表示有效值，輻角表示初相位。相量的定義加法、減法、乘法和除法等基本運算規(guī)則。相量運算的法則以極坐標形式表示相量，直觀展示各相量之間的關(guān)系。相量圖的概念和繪制方法正弦量的相量表示法電阻元件電感對交流電的阻礙作用，感抗的概念及計算。電感元件電容元件電容對交流電的阻礙作用，容抗的概念及計算。電阻對交流電的阻礙作用，電壓與電流的關(guān)系。單一元件的交流電路阻抗的概念及計算電阻、感抗和容抗在串聯(lián)電路中的綜合作用。串聯(lián)諧振的條件和特點當感抗等于容抗時，電路發(fā)生諧振，電流最大，電壓分布特點。串聯(lián)電路的特點電流相等，總電壓等于各元件電壓之和。RLC串聯(lián)交流電路電壓相等，總電流等于各元件電流之和。并聯(lián)電路的特點電阻、感抗和容抗在并聯(lián)電路中的綜合作用。導(dǎo)納的概念及計算當感納等于容納時，電路發(fā)生諧振，電流分布特點。并聯(lián)諧振的條件和特點RLC并聯(lián)交流電路支路電流法、節(jié)點電壓法、疊加原理等。復(fù)雜交流電路的分析方法有功功率、無功功率和視在功率的關(guān)系，提高功率因數(shù)的意義和方法。功率因數(shù)的概念及提高方法諧波分析的概念，非正弦周期電流電路的計算方法。非正弦周期電流電路的分析復(fù)雜交流電路的分析與計算06三相電路的分析與計算三相負載的連接包括星形連接（Y接）和三角形連接（△接），每種連接方式具有不同的電壓和電流關(guān)系。三相負載的功率根據(jù)負載的額定電壓和額定電流計算，注意區(qū)分有功功率、無功功率和視在功率。三相電源的產(chǎn)生通過三相發(fā)電機或三相變壓器獲得，具有三個頻率相同、幅值相等、相位互差120°的正弦交流電動勢。三相電源與三相負載對稱三相電路的分析與計算對稱三相電路的特點三個相電壓和相電流均對稱，線電壓和線電流也對稱。對稱三相電路的計算采用相電壓、相電流或線電壓、線電流進行計算，可簡化計算過程。對稱三相電路的功率有功功率、無功功率和視在功率均按三倍的單相電路進行計算。不對稱三相電路的特點三個相電壓和相電流不對稱，存在負序和零序分量。不對稱三相電路的功率需要分別計算每相的功率，然后求和得到總功率。不對稱三相電路的計算采用對稱分量法進行計算，將不對稱電路分解為三組對稱電路進行處理。不對稱三相電